Velocity Field Estimation using A Weighted Local Optimization

가중된 국부 최적화 방법을 이용한 속도장의 추정

A variety of methods for measuring the velocity from an image sequence use the relationship between the spatial and temporal gradients of image brightness function. In most situations, an additional constraint is required because the velocity is not determined uniquely by a above relationship. Horn and Schunch proposed a constraint that the velocity field should vary smoothly over the image. This requirement, however, forces the velocity field to vary smoothly even across motion boundaries. To complement this probe, Nagel introduced and 'oriented smoothness' constraint which restricts variations of velocity field only in directions with small or no variation of image brightness function. On the other hand, Paquin and Dubois proposed a different type of constraint that the velocity is constant in a small area of image. But, this constraint also creates difficulties at motion boundaries which large variations in velocity field often occur. We propose the method to overcome these difficulties by utilizing the information of discontinuities in image brightness function, and present the experimental results.

연속 영상으로부터 속도를 측정하는 많은 방법들은 영상에서 밝기 함수의 시간 경사와 공간 경사사이의 관계를 이용한다. 대부분의 경우에 있어서 이 관계만으로는 관측화소의 속도를 유일하게 결정할 수 없기 때문에 추가적인 제한이 필요하다. Horn과 Schunck는 영상에서 속도장은 smooth하게 변해야 한다는 제한을 제안하였다. 그러나 이 제한을 사용하며 운동 경계 부분에서 속도장이 흐려진다는 단점이 나타난다. 이와 같은 단점을 보완하기 위하여 Nagel은 영상의 밝기 함수가 적게 변하는 방향으로만 속도의 변화를 제한하는 방향성 smoothness 제한을 사용하였다. 한편 Paquin과 Dubois는 다른 형태의 제한, 즉 영상의 작은 영역내에서의 속도는 같다는 제한을 제안하였다. 그러나 이제한 역시 속도장의 큰 변화가 존재하는 운동 경계 부분에서는 적합하지 못하다. 우리는 영상에서 밝기 함수의 불연속에 관한 정보를 이용함으로써 위의 문제를 해결하기 위한 방법을 제안하고, 새로운 방법에 대한 실험 결과를 나타낸다.